机械手臂的控制设计

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机械臂的控制系统设计

机械臂的控制系统设计

机械臂的控制系统设计机械臂是一种可以代替人工完成各种工作的智能设备,其控制系统设计是机械臂正常运行的关键。

良好的控制系统设计可以使机械臂实现精准的动作和高效的工作,提高生产效率和质量。

本文将从机械臂的运动控制、传感器系统和用户界面设计三个方面来讨论机械臂的控制系统设计。

一、机械臂的运动控制1.1 机械臂的运动方式机械臂的运动方式通常包括旋转运动和直线运动两种。

旋转运动包括关节轴的旋转,而直线运动包括伸缩臂的伸缩和升降臂的升降。

在控制系统设计中,需要对机械臂的运动方式进行合理的分析和设计,确定机械臂的关节轴数目和运动范围,以及运动的速度和加速度等参数。

1.2 运动控制算法针对机械臂的不同运动方式,需要设计相应的运动控制算法。

对于关节轴的旋转运动,通常采用PID控制算法;对于伸缩臂和升降臂的直线运动,可以采用电机控制算法来实现。

在运动控制算法的设计中,需要考虑机械臂的运动平滑性、速度和位置的精度等因素。

1.3 运动控制系统的硬件设计在机械臂的运动控制系统中,需要使用电机和传动装置来实现机械臂的运动。

对于不同的运动方式,可以选择不同类型的电机和传动装置,如步进电机、直流电机、伺服电机等。

还需要设计相应的传感器和反馈装置,用于检测机械臂的运动状态和位置,并对其进行闭环控制。

二、机械臂的传感器系统2.1 位置传感器机械臂的运动控制需要实时监测机械臂的位置,因此需要设计相应的位置传感器系统。

常用的位置传感器包括编码器、光电开关和激光测距传感器等。

这些传感器可以实时检测机械臂的位置,并将数据传输给控制系统,用于实现机械臂的闭环控制。

对于需要实现力反馈的机械臂,还需要设计相应的力传感器系统。

力传感器可以实时监测机械臂在工作过程中的受力情况,以便对机械臂的工作力度进行调节。

三、机械臂的用户界面设计3.1 操作界面设计机械臂的操作界面是机械臂控制系统的重要组成部分,它直接影响着用户对机械臂的操作体验。

操作界面需要设计直观、简单易用的人机交互界面,提供包括运动控制、参数设置、故障诊断等功能的操作按钮和指示灯。

基于智能导轨的机械手臂运动控制策略设计

基于智能导轨的机械手臂运动控制策略设计

基于智能导轨的机械手臂运动控制策略设计智能导轨是一种新兴的技术,它结合了导轨和智能控制系统,为机械手臂运动提供了更高的精度和可靠性。

基于智能导轨的机械手臂运动控制策略设计,旨在实现机械手臂自动化、精准、高效的运动。

1. 系统概述基于智能导轨的机械手臂运动控制系统由导轨、机械手臂、传感器和控制器组成。

导轨为机械手臂提供稳定的运动平台,传感器用于感知周围环境和机械手臂的姿态,控制器根据传感器数据制定运动策略并控制机械手臂的运动。

2. 运动控制策略设计流程(1)姿态识别:利用传感器获取机械手臂当前的姿态信息,包括位置、角度和速度等。

(2)路径规划:根据目标位置和姿态,通过规划算法确定机械手臂的运动路径,包括直线运动和曲线运动。

(3)轨迹生成:利用导轨的控制系统生成机械手臂的运动轨迹,并将其转化为导轨的运动指令。

(4)运动控制:将导轨的运动指令传送给控制器,控制机械手臂按照指定的轨迹运动。

3. 控制策略设计要点(1)机械手臂的控制方式:可以采用位置控制、速度控制或力控制等方式。

根据具体应用需求选择合适的控制方式。

(2)动态补偿:考虑机械手臂运动时的惯性、摩擦等因素,设计合适的动态补偿算法,提高运动的精确性和稳定性。

(3)碰撞检测与避免:通过传感器实时监测机械手臂与周围环境的距离和位置,设计碰撞检测与避免算法,避免机械手臂与障碍物的碰撞。

(4)系统故障检测与容错:设计故障检测与容错机制,及时发现和排除机械手臂运动中可能出现的故障,保证系统的稳定性和可靠性。

4. 实验验证与应用展望在实验中,可以通过运动轨迹的可视化展示和精度检测来验证基于智能导轨的机械手臂运动控制策略的有效性。

此外,将该技术应用于工业生产线和仓储物流等领域,可以提高生产效率和物流的自动化水平。

总之,基于智能导轨的机械手臂运动控制策略设计可以实现机械手臂自动化、精准、高效的运动。

通过姿态识别、路径规划、轨迹生成和运动控制等步骤,可以设计出稳定可靠的控制策略。

机械臂控制系统设计与实现

机械臂控制系统设计与实现

机械臂控制系统设计与实现近年来,随着制造业的不断发展,机器人技术也得到了快速发展和广泛应用。

机械臂作为一种重要的机器人形式,其控制系统设计和实现同样具有重要意义。

本文将从机械臂控制系统的基本结构入手,探讨机械臂控制系统的设计与实现过程。

一、机械臂控制系统基本结构机械臂控制系统主要由硬件和软件两部分组成,其中硬件包括机械臂的机械结构和电气控制系统,软件则包括机械臂运动控制程序和人机交互界面等几个方面。

机械臂的机械结构是机械臂控制系统最基本的组成部分之一,其主要由手臂主体、关节、驱动器、传感器、执行器等部分构成。

手臂主体主要负责机械臂的承载和基础运动。

关节是连接相邻手臂的部件,其控制机械臂运动的方向以及角度大小。

驱动器则是用于驱动机械臂运动的电子部件,其可以根据控制信号改变输出的功率与速度。

传感器则是用于感应机械臂本身或外部环境的电子元器件,包括位置传感器、力传感器等。

执行器则是根据控制信号,将机械臂运动控制指令转换成机械执行动作的装置。

机械臂控制系统的电气控制部分,则主要由底层硬件电路、工业控制器和人机交互屏幕等组成。

底层硬件电路一般是机械臂各种电气元件的组成,包括电机、电容、电阻、开关等元件。

工业控制器主要负责机器人的自动化控制,是整个系统的“大脑”。

人机交互屏幕则是机械臂控制系统与操作人员之间的接口,通过其可以对机械臂执行动作进行控制,或获取机械臂的运动状态等信息。

机械臂控制系统的运动控制程序是通过工业控制器上的编程实现的,其可以控制机械臂实现各种精准运动轨迹,为机械臂的自动化控制打下坚实的基础。

此外,人机交互界面也是机械臂控制系统设计和实现中的重点之一,其需要通过易用性良好的图形界面,将复杂的机械臂运动算法简化成操作简单的指令,以降低机械臂操作的难度和工作复杂度。

二、机械臂控制系统的设计与实现1. 机械结构设计在机械臂控制系统的设计中,机械结构的设计是至关重要的。

其需要根据机械臂的工作环境和工作重载等因素进行统筹考虑,以确保机械臂在工作时能具备足够的可靠性和稳定性。

机械臂的控制系统设计

机械臂的控制系统设计

机械臂的控制系统设计机械臂是一种可以模拟人臂动作的机械装置,用于完成各种工业生产和操作任务。

在实际应用中,机械臂的控制系统设计是至关重要的,它直接影响到机械臂的精度、速度和稳定性。

本文将针对机械臂的控制系统设计进行详细的分析和讨论。

一、机械臂的基本结构和工作原理机械臂由基座、关节、连杆和末端执行器组成。

基座是机械臂的支撑部分,通常固定在地面或其他固定平台上。

关节是连接各个连杆的转动部分,它能够实现机械臂各关节的旋转和运动。

连杆是机械臂的延伸部分,它能够根据关节的转动实现不同形态的伸缩和旋转。

末端执行器是机械臂的操作部分,通常安装有各种工具或夹具,用于完成具体的操作任务。

机械臂的工作原理是通过控制各个关节的运动,实现机械臂的立体空间运动和末端执行器的操作。

在运动控制方面,通常采用直线运动和旋转运动的组合,从而实现机械臂在三维空间中的灵活操作。

二、机械臂的控制系统设计要求1. 精度要求:机械臂通常用于精密加工和操作任务,因此对于位置和轨迹的精度要求非常高,控制系统需要能够实现微米级的精确控制。

3. 灵活性要求:机械臂通常需要实现多种复杂的操作任务,因此控制系统需要具有灵活的控制能力,能够快速响应各种不同的操作需求。

4. 可靠性要求:机械臂通常在工业生产线上进行长时间、高强度的工作,因此控制系统需要具有良好的稳定性和可靠性,能够长时间稳定工作。

5. 安全性要求:机械臂通常在工作环境中与人员或其他设备进行交互,因此控制系统需要能够实现对操作环境的实时监测和安全控制,保证工作环境的安全。

针对以上要求,机械臂的控制系统设计通常包括运动控制、感知控制、路径规划、安全控制等方面的设计。

1. 运动控制:机械臂的运动控制是控制系统设计的核心部分,通常采用闭环控制的方式实现对机械臂关节的精确控制。

常见的运动控制方式包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等,根据具体的控制要求选择合适的控制算法。

2. 感知控制:机械臂需要实时感知操作环境和工件的状态,因此感知控制是控制系统设计的重要组成部分。

机械手臂的设计与智能化控制

机械手臂的设计与智能化控制

机械手臂的设计与智能化控制机械手臂是一种专门用来完成人的工作任务的机器人,它能够精确地控制运动方向、速度和力度,用非常高效的方式完成各种复杂的工作,如制造、采矿、装配等。

在工业生产领域中,机械手臂是不可或缺的设备之一。

本文将重点介绍机械手臂的设计和智能化控制技术。

一. 机械手臂的结构设计机械手臂通常由底座、臂体、关节、末端执行器等几个基本部分组成。

其中,底座是机械手臂的主要支撑结构,臂体是与底座相连的长臂结构,关节是连接臂体和末端执行器的连接点,末端执行器则是机械手臂用来完成具体任务的部件。

机械手臂的设计需要考虑到其结构材料、结构形式和结构参数的选取。

材料的选取应考虑机械手臂负载、可靠性和成本等因素。

结构形式的选择应与任务密切相关,例如,满足高精度、大工作空间、多轴控制等要求。

而结构参数的选择则直接关系到机械手臂的运动能力和效果。

为了使机械手臂能够完成更复杂和精细的任务,高度集成化和轻量化将成为未来的趋势,有望实现更高效的生产和操作。

二. 机械手臂的运动控制机械手臂的运动控制通常基于PWM(脉宽调制)(principle of pulse width modulation)原理,其实质是将电流交替送入电机中,使其产生正向和反向的转矩,从而驱动关节旋转。

然而这种控制方式需要对传感器采集的数据进行滤波和数据处理,而驱动器也需要与单片机、嵌入式计算机等其他外部设备进行通讯。

随着数字化、智能化的发展,机械手臂的运动控制也得到了极大的改善。

现在机械手臂智能控制的一大趋势是基于深度学习、机器视觉等技术的控制。

这种控制方法更加智能化,能够实现自主学习、自主规划和动态控制。

尤其对于复杂、多变、非结构化的任务,具有独特的优势。

三. 机械手臂的应用领域机械手臂在工业和军事领域有着非常广泛的应用。

例如,在汽车工业中,机械手臂能够完成汽车装配、焊接等精密的工作;在食品行业中,则可以实现自动化的包装和装载等任务;在军事领域中,机械臂能够替代人员完成危险的任务。

机械设计中的机器人手臂设计与控制

机械设计中的机器人手臂设计与控制

机械设计中的机器人手臂设计与控制机械设计是现代工程领域中一项十分重要的学科,而机器人手臂的设计与控制更是其中的高级应用。

机器人手臂作为机器人重要的执行机构,广泛应用于工业生产、医疗卫生、航空航天等领域。

本文将介绍机器人手臂的设计与控制方法,并探讨其在机械设计中的应用。

一、机器人手臂的设计原理机器人手臂设计的关键是满足任务需求和运动性能,在此基础上考虑结构合理性、刚度和重量等因素。

机器人手臂的设计原理主要包括以下几个方面:1. 机械结构设计:机器人手臂通常采用多关节结构,通过旋转和伸缩等运动方式来实现各种复杂的操作。

设计时需要考虑机械臂的长度、关节数量和排列等因素,以保证机械臂能够灵活地完成各种任务。

2. 运动学分析:机器人手臂的运动学分析是设计过程中重要的一步。

通过对机械臂的运动学建模,可以得到机械臂关节的位姿和运动范围,进而确定机械臂的结构尺寸和关节参数。

3. 动力学分析:机械臂的动力学分析是研究机械臂运动状态和力学特性的关键环节。

通过动力学模型的建立,可以分析机器人手臂在不同工况下的力学行为,从而确定控制策略和优化结构参数。

二、机器人手臂的控制方法机器人手臂的控制方法主要包括位置控制、力控制和轨迹控制等。

不同的控制方法适用于不同的应用场景,具体的控制策略可根据实际情况选择。

1. 位置控制:位置控制是最基本的控制方式之一,通过控制机器人手臂各个关节的位置,实现末端执行器的位姿控制。

常用的位置控制方法包括PID控制、模型预测控制等,可以实现对机器人手臂的高精度定位。

2. 力控制:力控制是机器人手臂在与外界对象进行接触时的一种重要控制方式。

通过传感器实时测量力传感器的输出,控制机器人手臂施加的力或压力,实现对外界环境的感知和调整,从而保护机器人手臂和所操作的对象。

3. 轨迹控制:轨迹控制是指机器人手臂按照预定轨迹进行运动的一种控制方式。

通过事先规划机器人手臂的运动轨迹,控制各个关节实现相应的运动,可以实现机器人手臂的自主定位和路径跟踪。

PLC机械手臂毕业设计

PLC机械手臂毕业设计

PLC机械手臂运动 控制实现
运动学方程:描述机械手臂的运动规律 运动学参数:包括位置、速度、加速度等 运动学控制:通过PLC控制机械手臂的运动 运动学仿真:验证运动学控制的准确性和稳定性
运动轨迹:直线、圆弧、螺旋线等
运动时间:设定运动时间,控制运 动节奏
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
运动速度:恒定速度、变速度、加 速度等
网络设备:路 由器、交换机、 网关等网络设 备,实现网络 连接和数据传

网络安全:采 用加密、认证、 访问控制等技 术,确保网络 通信和数据传
输的安全性
网络化控制软 件:开发网络 化控制软件, 实现PLC机械 手臂的远程控
制和监控
数据传输方式: 有线传输和无
线传输
通信协议: Modbus、 Profibus、CAN
输入信号:接收来自传感器、按钮等设备的信号 程序执行:根据输入信号执行预先编写的程序 输出信号:将执行结果输出到执行机构,如电机、电磁阀等 反馈控制:根据执行结果进行反馈控制,实现闭环控制
工业自动化:用于生产线上的物料 搬运、装配、检测等
医疗自动化:用于手术、康复等医 疗领域的自动化操作
添加标题
传感器类型: 光电、超声波、
压力等
数据处理:信 号采集、滤波、 放大、转换等
反馈控制:根 据传感器数据 调整机械手臂
动作
安全防护:检 测异常情况, 如过载、碰撞 等,并采取相
应措施
传感器性能测 试:测试传感 器的精度、响 应速度、稳定 性等性能指标
安全防护性能测 试:测试机械手 臂的安全防护功 能,如紧急停止、 安全门、安全光
扩展模块:根据机械手臂的功能需求选择合适的扩展模块,如模拟量输入输出模块、高速计数模块等

仿生机械手臂的设计与控制

仿生机械手臂的设计与控制

仿生机械手臂的设计与控制随着工业化进程的发展,机器人已经渐渐地替代了人类的部分工作,它们被广泛应用于汽车制造、电子组装、医疗系统、农业等不同的行业中。

其中,机械手臂也是机器人中的一种,它可以执行各种各样的任务,比如搬运、焊接、喷涂等。

而仿生机械手臂则是一种新型的机械手臂,它基于生物的启发,结合人工智能等高科技技术而构建。

未来,仿生机械手臂有望在医疗、救援、航空、太空等领域发挥更大的作用。

本文将就仿生机械手臂的设计与控制进行论述。

一、仿生机械手臂的设计人类的手臂是基于肩膀、上臂、肘关节、前臂和手腕、手掌等部位组成的,可以完成多种复杂的工作。

仿生机械手臂是受人类手臂的启发而设计的。

仿生机械手臂由机械结构、传感器、执行器、电路组成。

1. 机械结构假设机械手臂的长度和重量与人类手臂相似,那么仿生机械手臂的动力学特性(如加速度、惯性、关节韧性等)可与人类手臂相似,从而可以更好的适应复杂的环境并减少与人工操作的误差。

类似于人类手臂肌肉的作用,仿生机械手臂中也可以集成带有弹性的微型支架来实现类肌肉的作用。

2. 传感器仿生机械手臂在运动时需要进行精确的位置、姿态、力学和压力的测量和控制。

因此在设计仿生机械手臂的时候,通常需要集成各种类型的传感器,包括压力传感器、位置传感器、加速度计、陀螺仪等,从而可以实现数据的采集和控制。

这可以帮助机器人更好地适应环境变化并执行复杂任务。

3. 执行器执行器可控制机器人的运动,比如可以让机器人执行拾取、抓取、搬运等任务。

执行器通常是电机,它们能够为机器人提供高速度、高力及高精度。

例如可以使用舵机来控制手指的弯曲。

4. 电路电路是机器人的核心,它控制机器人的行为和反馈。

电路不仅仅包括芯片和集成电路,还包括与传感器和执行器连接的电路。

由于机械手臂是一个多自由度运动系统,所以在控制电路的设计中需要考虑到多变量控制问题。

二、仿生机械手臂的控制在机器人控制系统中,轨迹控制和运动规划是非常重要的任务。

基于模型预测控制的机械手臂运动控制系统设计

基于模型预测控制的机械手臂运动控制系统设计

基于模型预测控制的机械手臂运动控制系统设计近年来,随着工业自动化的普及和深入发展,机械手臂已经成为了工厂生产线上必不可少的一部分。

机械手臂可以承担各种各样的工作任务,如搬运、组装、包装等。

而机械手臂的运动控制技术也随着时间的推移得到了不断的发展。

本文将结合基于模型预测控制的方法,对机械手臂运动控制系统进行设计和分析。

一、机械手臂运动控制系统的结构机械手臂运动控制系统,其基本结构如下图所示:图1 机械手臂运动控制系统的结构图机械手臂运动控制系统主要由以下几个部分构成:1.传感器:用于检测机械手臂的位置、速度、力量等参数。

传感器通常包括位置传感器、速度传感器、力传感器等。

2.执行器:根据控制器产生的控制信号,驱动机械手臂改变位置、速度和姿态等参数。

执行器通常包括电动机、伺服电机、液压缸等。

3.控制器:控制器是机械手臂系统的核心部分,其主要作用是对机械手臂进行控制和管理。

控制器通常包括 CPU、存储器、接口模块等。

4.算法模型:控制器中的算法模型是机械手臂控制系统的关键。

其目的就是预测和控制机械手臂的运动轨迹,从而保证机械手臂在执行任务时的安全性和效率。

二、基于模型预测控制的机械手臂运动控制系统模型预测控制(MPC)是一种基于模型的智能控制方法,其主要思想是利用数学模型对系统进行描述和预测。

在MPC方法中,通过不断的改变系统控制输入,将系统的输出与目标标准进行比较,从而实现控制器的输出优化。

MPC方法在很多领域中都有广泛的应用,如人工呼吸、水处理、飞行控制等领域。

MPC方法可以有效地控制机械手臂的运动轨迹,提高机械手臂的精度和效率。

MPC方法的实现基于控制系统的模型,因此,控制系统的建模是MPC方法的关键。

在机械手臂控制系统中,模型通常采用动力学模型和运动学模型。

动力学模型描述系统的力学特性,能够预测系统在外部扰动下的运动状况。

运动学模型则利用关节和末端的位置和姿态等参数来描述系统的运动特性。

MPC方法通过综合运动学和动力学模型的预测结果来控制机械臂的运动轨迹。

机械臂的控制系统设计

机械臂的控制系统设计

机械臂的控制系统设计机械臂是一种能模拟人手臂动作的机械装置,广泛应用于工业生产、物流仓储、医疗卫生、军事防卫等领域。

机械臂的控制系统设计是保证其正常运行和实现预定功能的关键环节。

下面将从机械臂的结构、控制器的功能和设计要点等方面,对机械臂的控制系统进行详细论述。

一、机械臂的结构机械臂的结构包括运动部件和执行部件两个组成部分。

运动部件一般由关节组成,用于实现机械臂的各种运动。

执行部件包括机械爪、吸盘等工具,在不同应用场景中可根据需要选择不同类型的执行部件。

机械臂的结构决定了机械臂的可移动性和工作空间,因此控制系统的设计必须充分考虑机械臂的结构,合理安排和选择控制器的位置和数量。

二、控制器的功能控制器是机械臂的核心部件,负责接收控制指令并控制机械臂按照预定的轨迹和动作完成工作。

控制器的功能主要包括以下几个方面:1. 控制信号的接收和解码:控制器接收外部输入的控制信号,并解码成控制机械臂运动的指令。

2. 运动规划和轨迹控制:根据接收到的指令和机械臂的结构,控制器进行运动规划和轨迹控制,确保机械臂按照预定的路径和速度进行运动。

3. 关节控制和执行部件控制:根据运动规划和轨迹控制的结果,控制器通过发送控制信号控制机械臂的各个关节和执行部件的运动。

4. 传感器数据的采集和处理:控制器通过与传感器的连接,采集机械臂工作过程中的各种数据,如位置、速度、力矩等,并进行处理和分析,用于反馈控制和系统状态的监测。

5. 故障检测和报警:控制器能够通过传感器数据的分析和比较,检测机械臂工作中的故障和异常情况,并发出报警信号。

机械臂的控制系统设计是一项复杂而关键的工作,需要充分考虑机械臂的结构、功能要求和工作环境等因素,合理选择控制器和传感器,并进行合理布置和连接,以实现机械臂的正常运行和实现预定的功能。

还应加强对控制系统的故障检测和报警功能的设计,确保机械臂的工作安全和稳定性。

机械臂控制系统的设计与实现

机械臂控制系统的设计与实现

机械臂控制系统的设计与实现随着自动化技术的不断发展,机械臂成为了工业生产中不可或缺的重要设备。

机械臂具有高度的灵活性和精准性,能够完成复杂的工作任务,并且可以上下左右自由运动。

而机械臂控制系统是机械臂操作的基础,它可以为机械臂提供精准操作、灵活运动的保障。

本文将探讨机械臂控制系统的设计与实现。

一、机械臂的基本结构机械臂由底座、臂杆、关节和夹具等部分组成。

底座是机械臂的支撑点,可以使机械臂在水平面内进行360度的旋转。

臂杆是机械臂的主体部分,可以进行上下运动。

而关节是连接臂杆和夹具的部分,可以对机械臂进行各种姿态变换。

夹具则是机械臂的工作部分,可以根据不同任务而装配不同工具或夹具。

二、机械臂控制系统的原理机械臂控制系统是利用电气及计算机技术来控制机械臂的运动轨迹和姿态的系统。

机械臂控制系统的基本原理是将电脑内部的程序转化为具有实际控制能力的电路信号,通过电路控制机械臂的运动和姿态。

机械臂控制系统分为软件控制和硬件控制两大部分。

其中软件控制主要负责机械臂的运动规划和路径规划等任务,而硬件控制则是具体实现机械臂的运动和姿态调节的关键。

三、机械臂控制系统的设计要点机械臂控制系统的设计要点主要包括机械臂的运动规划、路径规划、姿态控制、运动控制和位置反馈等方面。

机械臂的运动规划和路径规划要根据具体任务需求进行优化,以实现精准和高效的操作。

同时,姿态控制也是设计要点之一,可以通过PID等算法进行调节,确保机械臂的稳定性和精度。

另外,机械臂的运动控制也是设计要点之一,可以采用PWM、DAC等控制模块进行精准控制。

而位置反馈则可以通过编码器等传感器进行实现,以确保机械臂位置的准确度和稳定性。

四、机械臂控制系统的实现方法机械臂控制系统的实现方法主要分为基于单片机和基于工控机两种。

其中基于单片机的实现方法相对简单,可以通过编写C语言代码实现机械臂的控制功能。

而基于工控机的实现方法则需要具备比较强的计算机硬件和软件基础,需要选取适合的工控机、操作系统和控制软件等。

机械手臂控制系统的设计与实现

机械手臂控制系统的设计与实现

机械手臂控制系统的设计与实现一、前言机械手臂是一种智能化设备,是工业自动化生产线上不可或缺的一个部分。

而机械手臂控制系统是驱动机械手臂动作的核心部件,直接影响到机械手臂的性能与效率。

本文将详细介绍机械手臂控制系统的设计与实现,希望能为机械手臂的应用提供帮助。

二、机械手臂控制系统的组成机械手臂控制系统是由硬件和软件两部分组成的。

硬件包括电机、减速器、编码器、驱动器、控制器及各种传感器等组件,而软件则包括控制算法、运动规划和路径规划等。

1. 电机机械手臂控制系统的电机一般采用有刷直流电机或步进电机。

有刷直流电机具有直接控制、精度高、响应速度快等特点,但也存在发热量大、噪音大等缺点。

而步进电机则具有定位精度高、运动平稳、控制方便等优点,但缺点是在高速运动时步进电机易出现漏步失控的情况。

2. 减速器机械手臂电机的转速较高,为使机械手臂运动安全且平稳,一般采用减速器进行减速。

减速器的种类主要有行星减速器、摆线针轮减速器、螺旋伞齿轮减速器等,其可根据机械手臂的转速、扭矩和减速比等要求进行选择。

3. 编码器编码器是用于检测电机旋转角度的一种传感器。

按工作原理分为绝对式编码器和增量式编码器。

绝对式编码器是通过一定的编码方式在电机旋转过程中输出电码,电码与电机位置一一对应,具有高分辨率、不需要回原点操作等优点。

增量式编码器则是在电机旋转过程中输出脉冲信号,通过计算脉冲数可以推算出电机的位移,具有成本低、测量范围大等优点。

4. 驱动器驱动器是电机控制的核心部件,可以实现对电机的速度、加速度、方向等数据的精准控制。

常见的驱动器有BLDC驱动器、步进电机驱动器、直流电机驱动器等。

5. 控制器机械手臂控制器是整个系统的大脑,常见的控制器有单片机、PLC、FPGA等。

单片机控制器具有成本低、易于开发等优点,但不能进行高速、高精度的运动规划;PLC控制器适用于工业自动化生产线上,稳定性和可靠性较高,但成本较高;FPGA控制器可以进行高速、高精度的运动规划,但成本较高且开发难度较大。

大型机械手臂的机构设计与控制

大型机械手臂的机构设计与控制

大型机械手臂的机构设计与控制如今,机器人技术正在成为工业制造领域改变的关键。

大型机械手臂作为现代自动化生产线上不可或缺的设备,其机构设计与控制如何完善,一直引领着行业的发展。

一、机械手臂的机构设计机械手臂运动的自由度决定了机构设计的复杂程度。

传统机械手臂一般采用串联式结构,由各个关节通过联轴器串联起来,驱动电机控制关节的运动。

但由于每个关节的误差叠加,使得机械手臂的精度受到限制,且电机工作效率低下。

近年来,基于并联结构的机械手臂受到越来越多的关注。

并联结构是指机械手臂由一台移动平台、多个固定平台以及连接移动平台和固定平台的随动链条构成。

它的主要特点是可开展多种运动模式,运动平滑,精度和刚度高。

而且,由于适用不同的控制策略,使得机械手臂更加适用于特殊应用。

二、机械手臂的运动控制在大型机械手臂的运动控制方面,精度和可靠性是两个关键的问题。

传统的电机控制系统在工作时需要给定精确的位置和转速,而且在工作中随着负载变化,其控制精度会被影响。

此外,由于机械手臂的复杂运动模式和高精度要求,导致控制算法极其复杂,运算速度缓慢,无法满足实时性要求。

因此,设计一种高精度、快速响应、性能强大的控制系统是必不可少的。

近年来,感知式控制技术,如估计器、模糊系统、神经网络等技术,因其快速响应时间和强鲁棒性,使得机械手臂控制系统更加完善。

三、机械手臂的应用机械手臂具有机器人的特性,可以承担各种各样的任务,如加工、装配、测量、清洗等工作。

基于新技术的出现,机械手臂在生产制造、医疗卫生、教育培训、科研试验等领域得到广泛应用。

在汽车制造过程中,机械手臂可以实现车身件焊接、贴膜、涂漆等工作。

在医疗应用中,机械手臂可以用于手术操作,提高手术精度和成功率。

但同时,机械手臂应用的局限性不能被忽视。

由于机械手臂精度和刚度高,操作过程需要高度专业技能和经验,工作人员操作错误,不仅影响机械手臂的性能,而且使用过程中需要严格遵守安全规章。

总之,在机械手臂发展高速的今天,从机构设计、控制技术到应用领域,都是关键的研究方向。

智能机械手臂的设计与控制

智能机械手臂的设计与控制

智能机械手臂的设计与控制随着科技的不断进步,智能机械手臂作为一种先进的工业设备,在各个领域发挥着重要的作用。

它具有精准、高效、灵活等特点,能够替代人工完成一系列重复或是危险工作,提高生产效率和工作安全性。

本文将从机械手臂的设计和控制两个方面进行讨论,探究其关键技术及应用。

首先,机械手臂的设计是整个系统的核心。

机械手臂在设计中需要考虑到其应用领域、物体的重量和形状、自由度等多个因素。

设计时需要确定机械手臂的结构、关节的类型和数量,以及传动装置的选用。

例如,在需要对重物进行搬运的场景中,机械手臂的承重能力和稳定性是关键。

而在需要进行精细操作的场景中,机械手臂的灵活性和精准度则是重要考虑因素。

因此,针对不同的应用需求,机械手臂的设计需要灵活多样,以满足不同工作场景下的实际需求。

其次,机械手臂的控制技术是实现其自动化运行的关键。

机械手臂的控制涉及到传感器、控制器和执行器等多个方面。

传感器可以通过检测环境中的物理量变化,将其转化为机器可以处理的电信号,实现对环境的感知。

常用的传感器包括光电传感器、力传感器和视觉传感器等。

控制器则是机械手臂的大脑,根据传感器的输入和预设的程序,生成相应的控制信号,以驱动执行器完成具体动作。

执行器是机械手臂的执行部件,通过电机、液压或气动等方式,将控制信号转化为具体的机械动作。

为使机械手臂能够灵活应对不同的任务,现代机械手臂常采用无线通信和人机交互技术。

无线通信技术能够实现机械手臂与其他设备之间的信息传递,从而实现协同工作。

人机交互技术则可以通过触摸屏、语音识别等方式,使操作者能够更加方便地对机械手臂进行控制,提高工作效率。

除此之外,机械手臂还可以融入人工智能技术,实现更精准、智能的控制。

通过机器学习算法和深度学习模型,机械手臂能够不断学习和优化其工作方法,在面对复杂环境和任务时,能够做出更加智能和准确的决策。

例如,在装配生产线上,机械手臂可以通过学习样本图像和姿态,自动识别产品的位置和姿态,并做出相应的动作,大大提高生产效率。

机械手臂的控制设计

机械手臂的控制设计

目录1 引言 (1)2 机械手概述 (2)2.1 机械手的概念和分类 (2)2.2机械手的总体结构 (2)2.3机械手工作原理 (2)2.4机械手的操作方式 (3)3 机械手的工作方式 (4)3.1手动工作方式 (5)3.2自动程序 (6)3.2.1单周期工作方式 (7)3.2.2单步工作方式 (7)3.2.3连续工作方式 (7)3.3 自动回原点 (8)4 PLC的I/O分配 (10)5 PLC的外部接线图 (11)6 结束语 (12)参考文献 (13)附录 (14)1 引言工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术,是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物,并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。

工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。

尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染性的场合,应用的最为广泛。

在我国,近几年也有较快发展,并取得一定成果,受到机械工业和铁路工业部门的重视。

机械手也称自动手。

机械手主要由手部、运动机构、控制系统三大部分组成。

手部用来抓持工件的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型。

运动机构,使手部完成各种转动,移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。

运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度。

为了抓取空间中任意和方位的物体,需要6个自由度。

自由度是机械手设计的关键参数。

自由度越多,机械手灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。

一般机械手有2~3个自由度。

机械手的种类,按驱动方式分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续的轨迹控制机械手。

2 机械手概述2.1 机械手的概念和分类它是一种能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。

机械臂控制系统的设计与实现

机械臂控制系统的设计与实现

机械臂控制系统的设计与实现机械臂是一种能够适应各种情况的机电装置,由于其优异的灵活性、高效性和精准性,被广泛应用于工业生产和物流行业中。

而机械臂的自主控制成为了实现自动化生产流程的重要手段之一。

本文将从机械臂控制系统的设计和实现两个方面展开探讨。

机械臂控制系统的设计机械臂控制系统是由硬件和软件两个部分组成。

硬件部分主要包括机械臂的驱动器、传感器和控制器。

机械臂的驱动器包括电机、减速器和传动装置,控制器则是负责控制机械臂运动的主控板。

传感器则用于获取机械臂的位置和运动状态信息,从而实现精准控制。

而软件部分则是由控制程序和驱动程序组成,控制程序通常采用C或C++等高级语言进行编写,而驱动程序则是将控制程序的指令翻译为机械臂能够识别的语言。

机械臂控制系统的设计需要先明确所需实现的功能。

不同的应用场景会有不同的需求,例如螺丝拧紧机械臂需要具备拧紧力度的控制能力,而用于物流搬运的机械臂需要具备精准的目标定位和位置控制能力。

因此在设计时需要对机械臂和其控制系统的功能需求进行明确和分析,从而确定所需硬件和软件组件。

其次,需要针对不同的需求选择合适的硬件和软件组件。

硬件部分需要根据机械臂的参数确定驱动器类型和传感器类型,并选择适合的控制器。

软件部分则需要根据机械臂参数和控制系统的功能需求,选择合适的编程语言和相应的编程工具。

例如,在编写控制程序时可以采用ROS(机器人操作系统)等现有的机器人操作平台,自主开发控制程序也是一种选择。

最后,机械臂控制系统的设计需要进行系统集成和优化。

在系统集成时需要考虑机械臂控制系统与其他相关设备的联动,例如与传送带、分拣机器人等设备的协调与交互。

在系统优化方面则需要针对具体应用场景不断调整和优化控制算法,以提升机械臂的精度和速度。

机械臂控制系统的实现实现机械臂控制系统需要进行软件编程和硬件调试两个过程。

在编写控制程序时需要先了解机械臂的控制方式和硬件结构,然后根据机械臂的运动学模型和控制算法进行控制程序的开发。

机械臂的控制系统设计

机械臂的控制系统设计

机械臂的控制系统设计机械臂是一种能够模拟人类手臂运动的机械装置,可以用于在工业生产中实现自动化操作、在医疗领域进行手术辅助等多种场景。

而机械臂的控制系统设计则是保证机械臂能够准确、稳定地完成各种任务的关键。

本文将对机械臂控制系统的设计进行详细介绍,包括传感器选择、控制算法设计、执行器控制等方面。

1. 传感器选择机械臂的控制系统设计首先要考虑的是传感器的选择。

传感器是用于感知机械臂当前状态和环境的重要设备,通过传感器获取的数据可以用于控制算法的实时调整。

常见的机械臂传感器包括位置传感器、力传感器和视觉传感器。

位置传感器用于检测机械臂关节的角度和位置,从而确定机械臂的姿态。

常用的位置传感器有旋转编码器、光电编码器等,可以实时反馈机械臂的位置信息。

力传感器用于感知机械臂在操作过程中的受力情况,可以避免机械臂对物体施加过大的力量或者避免机械臂受到外界干扰而导致的损坏。

常见的力传感器有应变片式传感器、压电传感器等。

视觉传感器可以提供机械臂周围环境的图像信息,从而进行目标识别和位置定位。

目前,常用的视觉传感器包括摄像头、激光雷达等,可以有效地提高机械臂在复杂环境下的操作能力。

在选择传感器时,需要根据机械臂的具体应用场景和任务需求来确定合适的传感器类型和数量,同时要考虑传感器的精度、稳定性和可靠性。

2. 控制算法设计控制算法是机械臂控制系统的核心部分,通过控制算法可以实现机械臂的运动控制、路径规划和力/力矩控制。

常见的机械臂控制算法包括PID控制、运动学逆解算法、路径规划算法等。

PID控制是一种经典的控制算法,通过比例、积分、微分三个部分对机械臂的位置、速度或力进行控制。

PID控制算法简单易实现,通常用于实现机械臂的位置和速度控制。

运动学逆解算法是用于将机械臂的目标位置/姿态转换为关节角度的算法,通过逆解算法可以实现机械臂的目标位置控制。

运动学逆解算法通常基于机械臂的运动学模型进行推导,根据目标位置/姿态的要求,计算出机械臂的关节角度。

机械手臂运动控制系统设计与实现

机械手臂运动控制系统设计与实现

机械手臂运动控制系统设计与实现一、引言机械手臂是一种重要的自动化设备,广泛应用于工业生产线和其他领域。

机械手臂的运动控制系统对其稳定性和精度至关重要。

本文将探讨机械手臂运动控制系统的设计原理和实现方法。

二、系统设计1. 机械手臂结构机械手臂通常由多个关节和执行器组成。

关节用于实现机械手臂的运动,执行器用于控制关节的力和位置。

根据应用需求和工作空间的限制,可以选择不同的机械结构和关节类型。

2. 传感器选择为了实现机械手臂的精确控制,需要选择适合的传感器来获取关节的位置和力信息。

常用的传感器包括编码器、力传感器、惯性测量单元等。

传感器的选择应考虑其精度、响应速度和适应性。

3. 控制算法选择机械手臂的运动控制算法主要包括位置控制和力控制。

位置控制算法实现机械手臂末端执行器的精确位置控制,力控制算法实现机械手臂对外部力的感知和适应。

常用的控制算法包括PID控制、自适应控制、模糊控制等。

4. 控制器设计根据控制算法的选择,设计机械手臂的控制器。

控制器可以采用单片机、PLC或工控机等嵌入式系统,通过与传感器和执行器的接口,实现对机械手臂运动的控制。

三、系统实现1. 硬件搭建根据系统设计,选择适合的硬件设备组建机械手臂运动控制系统。

包括机械结构、传感器和控制器等。

确保硬件设备的兼容性和稳定性。

2. 软件开发根据选择的控制算法,使用相应的开发工具进行软件开发。

根据实际需求编写控制程序,实现机械手臂的位置控制和力控制。

同时,为系统添加必要的安全保护功能,防止意外发生。

3. 系统测试与调优完成软硬件的搭建和软件开发后,进行系统的测试和调试。

通过对机械手臂的运动和控制性能进行测试,检验系统的稳定性和精度。

根据测试结果进行参数调优,提高系统的性能。

四、应用案例以汽车制造业为例,机械手臂运动控制系统广泛应用于车身焊接、涂装和装配等环节。

通过精确的控制和适应外部力的能力,机械手臂可以实现高效、高精度的汽车生产。

五、总结本文介绍了机械手臂运动控制系统的设计原理和实现方法。

机械设计中的机械手臂设计与控制

机械设计中的机械手臂设计与控制

机械设计中的机械手臂设计与控制机械手臂作为一种复杂的机械系统,在现代制造业中起着重要的作用。

它的设计与控制是机械工程师的重要任务之一。

本文将探讨机械手臂的设计原理、控制方法以及在不同应用领域中的应用。

一、机械手臂的设计原理机械手臂的设计需要考虑机械结构、运动学原理以及工作负载等因素。

首先,机械结构的设计要满足机械手臂的刚度要求和空间限制。

常见的机械结构包括串联和并联机构,每种结构都有其适用的应用领域。

其次,机械手臂的运动学原理是设计的核心。

运动学研究手臂的位姿(位置和姿态)以及其运动的规律。

这包括正解和逆解问题,即根据关节角度计算出末端执行器的位置和姿态,或者根据末端执行器的位置和姿态计算出关节角度的计算。

最后,机械手臂的设计还要考虑工作负载。

工作负载的大小将直接影响到机械手臂的运动规划和控制。

因此,在机械手臂设计过程中,工程师需要充分考虑预期的工作负载,并选择合适的执行器和驱动系统。

二、机械手臂的控制方法机械手臂的控制方法可以分为开环控制和闭环控制两种。

开环控制是指在运动过程中没有反馈信息的控制方式。

闭环控制则通过传感器实时监测机械手臂的位置和力量信息,并根据设定的控制算法进行调整。

开环控制方法简单易实现,但容易受到外界干扰的影响。

闭环控制方法虽然复杂,但提供了更高的控制精度和稳定性。

在实际应用中,开环控制和闭环控制可以根据需求进行组合,以达到最佳的控制效果。

三、机械手臂的应用领域机械手臂在各个领域都有广泛的应用。

其中,工业机器人是最常见的应用之一。

在制造业中,机械手臂可以完成重复性高、负载大和精度要求高的加工任务,从而提高生产效率。

此外,机械手臂还被应用于医疗、军事、航天等领域。

在医疗领域,机械手臂可用于辅助外科手术和康复训练。

在军事领域,机械手臂可以用于炸弹拆解和危险环境中的救援任务。

在航天领域,机械手臂被用于卫星的维修和空间站的建设。

四、机械手臂设计的挑战虽然机械手臂在各个领域都有广泛应用,但其设计和控制仍面临着一些挑战。

机械手臂课程设计plc

机械手臂课程设计plc

机械手臂课程设计plc一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理和应用,能够使用PLC进行简单的机械手臂控制。

通过本课程的学习,学生将能够:1.理解PLC的基本组成和工作原理。

2.掌握PLC编程的基本方法和技巧。

3.能够运用PLC实现机械手臂的基本控制功能。

二、教学内容教学内容将按照以下大纲进行:1.PLC基础知识:介绍PLC的基本组成、工作原理和编程语言。

2.PLC编程:讲解PLC编程的基本方法,包括逻辑控制、定时控制、计数控制等。

3.机械手臂控制:介绍机械手臂的基本结构和控制原理,讲解如何使用PLC控制机械手臂的运动和操作。

三、教学方法本课程将采用多种教学方法,包括讲授法、案例分析法和实验法等。

讲授法用于讲解PLC的基本原理和编程方法,案例分析法用于分析实际应用中的机械手臂控制案例,实验法用于让学生亲自动手进行PLC编程和机械手臂控制实验。

四、教学资源教学资源包括教材、实验设备和多媒体资料。

教材将提供理论知识的学习,实验设备将用于实践操作,多媒体资料将用于辅助讲解和展示。

同时,还将提供在线学习资源和参考书籍,供学生自主学习和拓展知识。

五、教学评估教学评估将采用多元化的方式,以全面、客观地评价学生的学习成果。

评估方式包括:1.平时表现:通过课堂参与、提问、小组讨论等环节,评估学生的学习态度和积极性。

2.作业:布置相关的编程练习和控制项目,评估学生的编程能力和实际应用能力。

3.考试:进行期中和期末考试,测试学生对PLC原理和编程的掌握程度。

六、教学安排教学安排将根据课程目标和教学内容进行设计,确保在有限的时间内完成教学任务。

教学安排将考虑学生的作息时间,尽量安排在学生方便的时间段进行。

同时,教学地点将选择适合进行PLC编程和实验的教室,以便学生进行实际操作。

七、差异化教学根据学生的不同学习风格、兴趣和能力水平,将采取差异化的教学活动和评估方式。

例如,对于学习风格偏向动手操作的学生,将增加实验和实践环节;对于学习风格偏向理论学习的学生,将提供更多的教材和参考资料。

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目录1引言 ................................................................. 1…2机械手概述 ........................................................... 2..2.1机械手的概念和分类 .............................................. 2.2.2机械手的总体结构 ................................................ 2.2.3机械手工作原理 ................................................. 2.2.4机械手的操作方式 ...............................................3. 3机械手的工作方式 ......................................................4.3.1手动工作方式 .................................................... 5.3.2自动程序 ...................................................... .6..3.2.1单周期工作方式............................................. 7.3.2.2单步工作方式............................................... 7.3.2.3连续工作方式............................................... 7.3.3自动回原点 ...................................................... 8. 4PLC 的I/O 分配. (10)5PLC的外部接线图.................................................... 1.1 6结束语 . (12)参考文献............................................................... 1.3附录.................................................................. 1.4.1引言工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术,是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物,并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。

工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。

尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染性的场合,应用的最为广泛。

在我国,近几年也有较快发展,并取得一定成果,受到机械工业和铁路工业部门的重视。

机械手也称自动手。

机械手主要由手部、运动机构、控制系统三大部分组成。

手部用来抓持工件的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型。

运动机构,使手部完成各种转动,移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。

运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度。

为了抓取空间中任意和方位的物体,需要6个自由度。

自由度是机械手设计的关键参数。

自由度越多,机械手灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。

一般机械手有2~3个自由度。

机械手的种类,按驱动方式分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续的轨迹控制机械手。

2机械手概述2.1机械手的概念和分类它是一种能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。

它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

机械手一般分为三类。

第一类是不需要人工操作的通用机械手,它是一种独立的不附属于某一主机的装置。

它可以根据任务的需要编制程序,以完成各项规定工作。

它的特点是除具备普通机械的物理性能外,还具备通用机械、记忆智能的三元机械。

第二类是需要人工操作的,称为操作机。

它起源于原子、军事工业,先是通过操作机来完成特定的作业,后来发展到用无线电信号操作机械手来进行探测月球、火星等。

第三类是专用机械手,主要附属于自动机床或自动线上,用于解决机床上下料和工件传送。

它是为主机服务的,由主机驱动,除少数外,工作程序一般是固定的,因此是专用的。

本项目要求设计的机械手模型可归为第一类,即通用机械手2.2机械手的总体结构本文设计的机械手主要包括机械手的旋转、大臂的伸缩、小臂的升降、手抓的松紧。

各关节均采用电磁阀作为驱动装置,在机械大臂伸缩和小臂的升降以及手抓的松紧环节都配有传感器,并编制了能满足运动控制要求的软件,实现对机械手的速度、位置以及4关节联动控制。

机械手主要由手部和运动机构组成。

手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。

运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。

运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度。

为了抓取空间中任意位置和方位的物体,需有6个自由度。

自由度是机械手设计的关键参数。

自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。

一般专用机械手有2〜3个自由度。

2.3机械手工作原理机械手在生产线上的任务是将工件从A处传送到B处。

根据外界情况,机械手在空间主要进行以下动作:机械手下降,机械手抓紧工件,机械手与工件上升,机械手与工件右移,机械手与工件下降,机械手放松工件,机械手上升,机械手左移。

控制器检测上,下,左,右限位开关的通断,决定当前的动作,通过驱动系统输出,控制机械手的动作。

2.4机械手的操作方式机械手的操作方式分为手动、回原点、单步、单周期、自动五种工作方式,五种工作不仅能各自独立工作,还能按顺序实现他们之间的互相转换,转换过程中原状态保持,转换后按照新的工作方式进行。

(1)手动:选择手动方式,按下手动按钮,结合限位开关,对各个动作进行单独控制。

如:按下机械手下降按钮,机械手下降,松开机械手按钮,机械手停止下降,或者到位后,机械手停止下降,机械手只能在左限位和有限位才能下降中间不可以下降。

(2)回原点:选择回原点方式,按下原点按钮,机械手以最快及最安全的路径回到原点位置停止。

如:若机械手未夹物体时,以最快路径回到原点位置;若机械手夹了物体必须搬运到B点,在回到原点位置。

(3)单步:选择单步方式,按一次启动按钮,机械手动作一个工步后自动停止。

(4)单周期:选择单周期方式,按启动按钮,机械手动作一个周期后自动停止;在动作过程中,按停止按钮,机械手立即停止,在按启动按钮,机械手继续动作,机械手继续动作,一个周期后自动停止。

(5)自动:选择自动方式,按启动方式,机械手周而复始的动作;在动作过程中,按停止按钮,机械手不立即停止等到当前一个周期结束才停止。

3机械手的工作方式主程序中,SM0.0的常开触点一直闭合,公用程序是无条件执行的。

在手动 方式,20为ON ,执行手动子程序。

在自动回原点方式,12.1为ON ,执行回原 点子程序。

在其他3种工作方式执行自动子程序。

主程序如图 3-1所示。

Network 1 Network TideN 亡t 冈mk 匚ammentSM0.0 ~处用程序——I I-------------------------------------- ENNetwork 2手动程序 EN自动返回原点ENNetwork 4自动EN122图3-1主程序图其中公用程序用于处理各种工作方式都要执行的任务, 以及不同的工作方式 之间相互切换的处理。

如图3-2所示120 12.412.3 Network 3Network 1Netiwrk T itle Nel work Comment图3-2切换处理图3.1手动工作方式在手动工作方式,用10.5~11.2对应的6个按钮分别独立控制机械手的升、 降、左行、右行、夹紧、松开。

图 3-3是手动程序。

10.410 2 M05 )Network 2I2.0 MOO(T1MOOR )1Network 3Network 4Ml .0< ◎ >6N etwork. 5M0.7SM0.1 M0.5 M0.5 121Network 1 Network TitleN 啟的ork Coimm亡爪11.2 Q0.1T I--------- C£)1Network 2I07 QQ1I——C1I0.5 I0.2 Q0.D11.0 101 Q02 Q0,0I ------ 1,I ---- 1 ’ I——()Network 3Network 411.1 103 102 Q0.4 Q0.3I ---------- ,--------------- 1 I ------------- ,——()图3-3手动程序图为了保证系统的安全运行,在手动程序中设置了一些必要的联锁;1)设置上升与下降之间、左行与右行之间的互锁,以防止功能相反的两个输出同时为ON。

2)用限位开关10.1〜10.4的常闭触点,限制机械手的移动范围。

3)上限位开关I0.2的常开触点与控制左、右行的Q0.4和Q0.3的线圈串联,机械手升到最高位置才能左右移动,以防止机械手在较低位置时与别的物体碰撞。

4)只允许机械手在最左边或最右边时上升、下降和松开工件。

3.2自动程序机械手在最上面和最左边,且夹紧装置松开时,称为系统处于原点状态。

在进入自动(单步、单周期、连续)工作方式之前,系统应处于原点状态;如果不满足这一条件,可以选择回原点工作方式,然后按下起动按钮I2.6,使系统自动返回原点状态。

在原点状态,顺序功能图中的初始步M0.0为ON,为进入单周期、连续、单步工作方式做好了准备。

10.610.410.2Q0 4单周期、单步和连续3种工作方式主要是用连续标志M0.7和转换允许标志M0.6来区分的。

自动程序如图附录一所示。

3.2.1单周期工作方式在单周期工作方式,在初始状态按下起动按钮I2.6后,从初始步M0.0开始,机械手按顺序功能图的规定完成一个周期的工作后,返回并留在初始步。

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